(57)【要約】【課題】リムのビードシートの径方向内側に気密性の高い気室を有するホイールを、確実かつ高い生産性にて製造することが可能な方法について提案する。【解決手段】リムのビードシートの径方向内側に、該ビードシートに沿って延びる環状の空間をそなえ、複数の隔壁を介して該空間を複数の気室に区画するとともに、気室毎に当該気室とリムの径方向外側の空間との連通部を有し、該気室および連通部にてヘルムホルツ共鳴器が構成されるホイールを製造するに当たり、前記空間を形成する前記ビードシート側の壁又はリムのウェル側の壁に、該空間まで貫通する作業穴を設け、該作業穴からボルトを空間内に隙間なく捩じ込み、該ボルトにて前記隔壁を形成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムのビードシートの径方向内側に、該ビードシートに沿って延びる環状空間をそなえ、複数の隔壁を介して該空間を複数の気室に区画するとともに、気室毎に当該気室とリムの径方向外側の空間との連通部を有し、該気室および連通部にてヘルムホルツ共鳴器が構成されるホイールを製造するに当たり、
前記環状空間を形成する前記ビードシート側の壁又はリムのウェル側の壁に、該空間まで貫通する作業穴を設け、該作業穴からボルトを空間内に隙間なく捩じ込み、該ボルトにて前記隔壁を形成することを特徴とするホイールの製造方法。
【請求項２】
前記ボルトは、タッピンねじであることを特徴とする請求項１に記載のホイールの製造方法。
【請求項３】
前記ボルトの捩じ込みは、該ボルトと前記空間を形成する壁面との間にシール材を介して行うことを特徴とする請求項１または２に記載のホイールの製造方法。
【請求項４】
前記シール材は前記ボルトに巻き付けるシールテープであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【請求項５】
前記シール材は前記作業穴周囲の内壁面に設けることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【請求項６】
前記環状空間は、断面積が大きい部分と、断面積が小さい部分からなり、該断面積が小さい部分に隔壁を配設することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかの方法によって製造したホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを取り付ける車両用のホイール、特に車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上や車内騒音の低減等をもたらすことのできるホイールを製造するための方法および当該方法で製造したホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の乗り心地性や静粛性を高次元で実現することの要請から、とりわけ車内騒音の低減が希求されている。この車内騒音の大きな要因として、タイヤをホイールに装着した際のタイヤとリムとの間に区画される空洞部（主気室）の共鳴音が挙げられる。
この共鳴音の抑制に関して、特許文献１には、リムと該リムの径方向外側に配置される複数の蓋部材との間に形成され、周方向に間隔をあけて設けられた複数の隔壁により分割された複数の副気室に、この副気室とタイヤ主気室とを連通させる連通部を組み合わせてヘルムホルツ共鳴器を構成することによって、自動車の大きな要求性能である乗り心地性や静粛性が有意に向上し、実用的なホイールが得られることが記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載のホイールは、静粛性、操縦安定性および振動乗り心地性において優れており、十分に実用に供し得るものである。
一方、環境保護に立脚した自動車の燃費向上の観点からは、タイヤは勿論ホイールについても、その軽量化が求められている。
【０００４】
ここに、前記ヘルムホルツ共鳴器を利用して空洞共鳴を抑制し得るホイールについて、軽量化の実現も予想される構造が、特許文献２に提案されている。すなわち、リムのビードシートの径方向内側に副気室を設けることによって、ヘルムホルツ共鳴器の形成に併せて、リム部分の肉抜きによる軽量化が達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０７９８０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載のホイールは、中子鋳造成形によって副気室並びに連通部を一体成形するため、そのための工夫が様々になされている。ヘルムホルツ共鳴器を確実に作動させるには、副気室に気密性が必要であるところ、この点を中子鋳造成形によって保証している。しかしながら、中子鋳造成形をもって複数の副気室を気密に成形することは難しく、また中子鋳造成形自体が煩雑な成形方法であり、生産性も低くならざるをえない。
【０００７】
そこで、本発明は、リムのビードシートの径方向内側に気密性の高い気室を有するホイールを、確実かつ高い生産性にて製造することが可能な方法について提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の要旨構成は、下記に示す通りである。
【０００９】
（１）リムのビードシートの径方向内側に、該ビードシートに沿って延びる環状空間をそなえ、複数の隔壁を介して該空間を複数の気室に区画するとともに、気室毎に当該気室とリムの径方向外側の空間との連通部を有し、該気室および連通部にてヘルムホルツ共鳴器が構成されるホイールを製造するに当たり、
前記環状空間を形成する前記ビードシート側の壁又はリムのウェル側の壁に、該空間まで貫通する作業穴を設け、該作業穴からボルトを空間内に隙間なく捩じ込み、該ボルトにて前記隔壁を形成することを特徴とするホイールの製造方法。
ここで、前記ビードシート側の壁に作業穴を設けて、こちら側の壁からボルトを捩じ込むことが、作業効率を加味した場合に好適である。
【００１０】
（２）前記ボルトは、タッピンねじであることを特徴とする前記（１）に記載のホイールの製造方法。
【００１１】
（３）前記ボルトの捩じ込みは、該ボルトと前記空間を形成する壁面との間にシール材を介して行うことを特徴とする前記（１）または（２）に記載のホイールの製造方法。
【００１２】
（４）前記シール材は前記ボルトに巻き付けるシールテープであることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【００１３】
（５）前記シール材は前記作業穴周囲の内壁面に設けることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【００１４】
（６）前記環状空間は、断面積が大きい部分と、断面積が小さい部分からなり、該断面積が小さい部分に隔壁を配設することを特徴とする前記（１）ないし（５）のいずれかに記載のホイールの製造方法。
【００１５】
（７）前記（１）ないし（６）のいずれかの方法によって製造したホイール。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、特にヘルムホルツ共鳴器を構成する気室が高い気密性の下に形成されるから、空洞共鳴が確実に抑制されるホイールを高い生産性にて製造することができる。かくして得られたホイールを用いることによって、車両に伝達される振動を確実に抑制し、乗り心地性の向上、車内騒音の低減等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明により製造したホイールの要部を示す回転軸に沿った断面図である。
【図２】本発明のホイールの製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明のホイールの製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明のホイールの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明のホイールの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明のホイールの別の製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明のホイールを用いた際の振動抑制効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、本発明が製造の対象とするホイールについて、図面を参照して詳しく説明する。すなわち、図１にタイヤＴを装着したホイール１のタイヤ回転軸に沿う断面を示すように、ホイール１のリム２の幅方向両端側に設けられる、タイヤＴのビード部の台座となるビードシート３ａおよび３ｂの少なくとも一方、図示例では車両装着時に外側となるビードシート３ａのホイール径方向内側に、該ビードシート３ａに沿って延びる環状の空間を有する。
該空間は、複数の隔壁４を介して複数、例えば２〜１０室程度の気室５に区画され、タイヤＴとホイール１との間に区画される主気室１０に対して副気室として機能する。さらに、気室５毎に当該気室５とリムの径方向外側の空間、つまり主気室１０との間に連通部６を有する。この気室５および連通部６にてヘルムホルツ共鳴器が構成される。
【００１９】
次に、前記したホイール１を製造する方法について、リムの成形を対象に説明する。なお、車両用のホイールには、様々な形式があり、いずれもリムとディスクとからなることが基本であり、図１に示したホイール１はリムおよびディスクが一体であるが、別体であってもよい。
【００２０】
さて、リム２の成形は鋳造または鍛造で行われるのが通例であり、いずれの成形においても、図２（ａ）に示すように、フランジ７等の成形とともに、リム２のフランジ７から離間した位置にてウェル８の径方向外側に延びかつ周方向に連続する、周壁９を成形する。
なお、周壁９の径方向長さは、その先端部がフランジ７の基部に到達する長さがあればよい。
【００２１】
次いで、図２（ｂ）に示すように、周壁９を前記フランジ７側に折り曲げて周壁９の先端部を該フランジ７に押し付ける。図示例では、フランジ７の基部に周壁９の先端部を受け入れる切り欠き７ａを設けてあり、折り曲げた周壁９の先端部が切り欠き７ａ内に収まってフランジ７と周壁９とが一体化され、ここに環状の空間が区画される。ここで、周壁９の先端部を切り欠き７ａ内に圧入することによって、環状空間の気密性が確保されるが、必要に応じて、周壁９先端部とフランジ７との境界を溶接にて接合することが高い気密性を付与する上で好ましい。また、溶接以外の方法、例えば、接着により固着してもよい。接着に用いる接着剤としては、例えば、変性アクリレート系接着剤（例えば、電気化学工業（株）製、商品名ハードロック等）などを用いることができる。
【００２２】
ちなみに、前記周壁９の折り曲げ加工は、いわゆるスピニング加工にて行うことができる。すなわち、スピニング加工は、しごきローラを用いて、該ローラをフランジ７の向きに周壁９へ押し付けながら周方向に移動することによって、周壁９を折り曲げ成形するものである。
【００２３】
なお、環状空間の形成は、図２に示した手法に限らず、例えばリムを鋳造や鍛造にて成形する際に、併せて環状空間の形成を行ってもよい。
【００２４】
前記に従って形成された環状空間は、さらに隔壁４を設けることによって、前記した気室５に区画される。次に、この隔壁４を設ける手順について、図３〜５を参照して具体的に説明する。
まず、図３に示すように、隔壁４の設置箇所に、ビードシート３ａ側の壁又はリムのウェル８側の壁、図示例ではビードシート３ａ側の壁９ａに、環状空間まで貫通する作業穴１１を設ける。ここで、該作業穴１１は、ドリルタップＤを用いて穴開けと同時に、環状空間を区画するフランジ７側の内壁９ｂおよびウェル８側の内壁９ｃに対してタッピングを施し、図４に示すように、該内壁にめねじ部１２を形成しておく。従って、作業穴１１は環状空間のリム幅方向径より若干大きい径で形成することによって、内壁９ｂおよび９ｃの一部にめねじ部１２を切ることができる。
【００２５】
次いで、図５に示すように、作業穴１１から、この作業穴径に合致するボルト１３を環状空間内に隙間なく捩じ込む。すなわち、ボルト１３は、先に加工しためねじ部１２に合致するおねじ径を有し、作業穴１１を介して捩じ込むことによって、環状空間内に隙間なく捩じ込まれる。かくして、気密性に優れる隔壁４がボルト１３によって形成される。そして、この作業を繰り返すことによって、所定の位置に複数の隔壁４を形成し、環状空間を複数の気室に区画することができる。
【００２６】
ここで、図３に示す工程では、ドリルタップＤを用いて内壁９ｂおよび９ｃに対してタッピングを施しているが、図６に示すように、例えば上述の周壁９の成形において、内壁９ｂおよび９ｃの隔壁設置部分を厚肉にしておき、該厚肉部９ｄに、図３に示したタッピングを施してめねじ部１２を形成することも可能である。
【００２７】
また、ボルト１３にタッピンねじを用いれば、図３に示したドリルタップＤによる処理をすることなしに、図５に示すボルト１３の捩じ込みを直接壁９ａに対して行い、内壁９ｂおよび９ｃの一部にタッピング加工を施しながらボルト１３を捩じ込むことによって、図５に示したように、ボルト１３を気密下に設置することもできる。
【００２８】
さらに、前記ボルト１３の捩じ込みに当って、該ボルト１３と内壁９ｂおよび９ｃとの間にシール材を介在させることが、ねじ山間の微小隙間までをシール材で埋めて、より高い気密性を確保する上で有利である。
ここで、用いるシール材としては、ねじの弛み止めとして一般的に用いられるものを適用可能である。具体的には、予めボルトに塗布され、該ボルトを締め込む際にマイクロカプセルに封入されていたエポキシ樹脂系接着剤が作用して気密性が付与されるもの、例えば、住友３Ｍ社製  スコッチグリップ（商品名）や、ボルトを締め込む際にボルトに塗布して用いる嫌気性接着剤、例えば、ヘンケル社製  ロックタイト（商品名）などを用いることができる。
【００２９】
或いは、水道管の接合時に使用するシールテープ、例えばＪＩＳ  Ｋ6885に規定される、シール用四ふっ化エチレン樹脂未焼成テープ（生テープ）をボルトのおねじ部に巻きつけて、このボルトを捩じ込むことによって、高い気密性が得られる。
【００３０】
最後に、図２（ｃ）に示すように、連通部６となる孔を形成すれば、高い気密性を有する気室５と連通部６との組み合わせによる、ヘルムホルツ共鳴器が構成される。なお、連通部６となる孔は、ドリル等により所望の径に形成する。孔は、空洞共鳴音の効果的な低減を達成するとの観点から、気室５の周方向長さの略中央の位置に設けることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
従来のホイールとタイヤとの組み合わせ品（基準）、図２〜６に示した本発明方法に従って構成したホイールとタイヤとの組み合わせ品（発明例）および、該発明例において隔壁に隙間を設けて気室相互間の気密性を阻害したホイールとタイヤとの組み合わせ品（比較例）を音響−構造連成解析した。
【００３２】
なお、気室の有無や隔壁の気密性以外の仕様は、全て同じにした。すなわち、８Ｊ×１９サイズのホイールを用いて、このホィールに２４５／４５Ｒ１９サイズの一般的な乗用車用タイヤを装着した。
【００３３】
ここで、発明例および比較例では、５つの隔壁で区画された５つの気室５を設けた。
タイヤ主気室の体積約３５０００ｃｍ3に対し、気室５の総体積は４６０ｃｍ3であり、連通孔の径は０．３ｃｍ、連通孔の長さは０．４ｃｍである。
【００３４】
実施例として示す結果は、スピンドル軸を固定し、タイヤ接地面を一定変位で加振した場合のスピンドル軸での上下方向力の周波数応答解析結果である。
上下方向の軸力の周波数応答解析を行った結果を、図７に示す。同図から、発明例は比較例に比し空洞共鳴ピークが約６〜７ｄＢ低減することが判る。
【符号の説明】
【００３５】
１  ホイール
２  リム
３ａ、３ｂ  ビードシート
４  隔壁
５  気室
６  連通部
７  フランジ
８  ウェル
９  周壁
１０  主気室
１１  作業穴
１３  ボルト
Ｔ  タイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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